電磁感應(yīng)知識點(diǎn)總結(jié)

1、電磁感應(yīng)知識體系 一、磁通量、磁通量變化、磁通量變化率的對比 磁通量磁通量變化磁通量變化率物理意義大小計(jì)算注意問題【例1】如圖所示,兩個同心放置的共面單匝金屬環(huán)a和b,一條形磁鐵穿過圓心且與環(huán)面垂直放置.設(shè)穿過圓環(huán)a的磁通量為a,穿過圓環(huán)b的磁通量為b,已知兩圓環(huán)的橫截面積分別為Sa和Sb,且SaSb,則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小關(guān)系為A.a=b B.ab C.ab D.無法確定二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電流磁效應(yīng)的比較(1)、18411842年，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律。(2)、1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特電流可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)，稱為電流的磁效應(yīng)。(3)、183

2、1年英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應(yīng)現(xiàn)象；電流熱效應(yīng)電流磁效應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象【例2】圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.（1）將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.（2）如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上電鍵后（ ）A.將原線圈迅速插入副線圈時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下B.將原線圈插入副線圈后,電流計(jì)指針一直偏在零點(diǎn)右側(cè)C.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下D.原線圈插入副線圈后,將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時(shí),電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)一下三、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件比較產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件l 電路不論閉合

3、與否，只要有一部分導(dǎo)體切割磁感線，則這部分導(dǎo)體就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它相當(dāng)于一個電源l 不論電路閉合與否，只要電路中的磁通量發(fā)生變化，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，磁通量發(fā)生變化的那部分相當(dāng)于電源?！纠?】關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是（ ）A只要閉合電路里有磁通量，閉合電路里就有感應(yīng)電流 B穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C線框不閉合時(shí)，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框也沒有感應(yīng)電流 D只要電路的一部分切割磁感線運(yùn)動電路中就一定有感應(yīng)電流【例4】金屬矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中做如圖6所示的運(yùn)動，線圈中有感應(yīng)電流的是：【例5】如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個閉合彈

4、簧線圈，若把線圈四周向外拉，使線圈包圍的面積變大，這時(shí)：A、線圈中有感應(yīng)電流 B、線圈中無感應(yīng)電流C、穿過線圈的磁通量增大 D、穿過線圈的磁通量減小四、感應(yīng)電流的方向方法內(nèi)容及方法使用范圍楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟：1） 分析穿過閉合回路的原磁場的 ；2） 分析穿過閉合回路的磁通量是 3） 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)磁場的 ；4） 利用安培定則判定感應(yīng)電流的 。右手定則伸開右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直傳入掌心， 指向?qū)w運(yùn)動的方向， 所指的方向就是感應(yīng)電流

5、的方向。對楞次定律的理解：從磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流總是 ；從導(dǎo)體和磁體相對運(yùn)動的角度來看，感應(yīng)電流總是要 ；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來看，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中 能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成 能【例6】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法中正確的是( )A感應(yīng)電流的磁場總是跟原來的磁場方向相反 B閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C閉合線框放在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí)一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流abcdv××××××××××××××××D感應(yīng)電流的

6、磁場總是阻礙原磁通量的變化【例7】如圖所示線框ABCD從有界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域穿過，下列說法中正確的是（ ）A進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域的過程中，ABCD中有感應(yīng)電流B在勻強(qiáng)磁場中加速運(yùn)動時(shí)，ABCD中有感應(yīng)電流C在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動時(shí)，ABCD中沒有感應(yīng)電流D離開勻強(qiáng)磁場區(qū)域的過程中，ABCD中沒有感應(yīng)電流【例8】a、b兩個金屬圓環(huán)靜止套在一根水平放置的絕緣光滑桿上，如圖所示一根條形磁鐵自右向左向b環(huán)中心靠近時(shí)，a、b兩環(huán)將A兩環(huán)都向左運(yùn)動，且兩環(huán)互相靠近B兩環(huán)都向左運(yùn)動，且兩環(huán)互相遠(yuǎn)離C兩環(huán)都向右運(yùn)動，且兩環(huán)靠攏Da環(huán)向左運(yùn)動，b環(huán)向右運(yùn)動【例9】如圖所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上,當(dāng)螺線管中

7、電流I減少時(shí) （ ）A、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的減小B、環(huán)有擴(kuò)大的趨勢以阻礙原磁通量的減小C、環(huán)有縮小的趨勢以阻礙原磁通量的增大D、環(huán)有擴(kuò)大的趨勢以阻礙原磁通量的增大比較電勢的高低abcdv××××××××××××××××【例10】如圖所示，螺線管中放有一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢 ；當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢 。 【例11】如圖所示,線框進(jìn)入磁場時(shí), 點(diǎn)電勢高, 線框離開磁場時(shí),

8、點(diǎn)電勢高.區(qū)分“三定則” .比較項(xiàng)目右 手 定 則左 手 定 則安 培 定 則圖例v（因）（果）BF（果）（因）B· ×· · × × · ×（因）（果）基本現(xiàn)象作用因果關(guān)系應(yīng)用實(shí)例【小技巧】：左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，把兩個定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運(yùn)動生電用右手”。“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手。五、法拉第電磁感應(yīng)定律1、 公式與E=BLv 的區(qū)別與聯(lián)系 E=BLv 適用條件平均值還是瞬時(shí)值?誰是電源?聯(lián)系公式和E=BLv是統(tǒng)一的，當(dāng)0時(shí)

9、，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動勢，只是由于高中數(shù)學(xué)知識所限，現(xiàn)在還不能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動勢，而公式E=BLv中的v若代入，則求出的E為平均感應(yīng)電動勢是普遍適用的公式，當(dāng)僅由磁場的變化引起時(shí)，該式可表示為；若磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，僅由回路在垂直于磁場方向上得面積S的變化引起時(shí)，則可表示為公式，注意此時(shí)S并非線圈的面積，而是線圈內(nèi)部磁場的面積。弄清兩組概念（1）感生電動勢與動生電動勢 （2）平均電動勢與瞬時(shí)電動勢 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用【例題12】如圖（a）所示的螺線管的匝數(shù)n=1500，橫截面積S=20cm2，電阻r=1.5，與螺線管串聯(lián)的外電阻R1=1.0，R2=3.5若穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖（b

10、）所示的規(guī)律變化，計(jì)算R1上消耗的電功率【例13】如圖所示，將邊長為l、總電阻為R的正方形閉合線圈，從磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以速度v勻速拉出過程中（磁場方向垂直線圈平面）（1）所用拉力F （2）拉力F做的功W （3）拉力F的功率PF （4）線圈放出的熱量Q （5）線圈發(fā)熱的功率P熱 （6）通過導(dǎo)線截面的電量q 上題中，用一個平行線框的力將此線框勻速地拉進(jìn)磁場。設(shè)第一次速度為v，第二次速度為2 v，則（7）兩次拉力大小之比為F1：F2=_ _，（8）拉力做的功之比為W1：W2=_ _，bcMNvB圖1ad（9）拉力功率之比為P1：P2=_ _，（10）流過導(dǎo)線橫截面的電量之比為q1：q2=_

11、_【例14】2014西城一模（20分）（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動?？蚣艿腶b與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長度均為l，在運(yùn)動過程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。a. 請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E；b. 在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個電源，這時(shí)的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)。請根據(jù)電動勢的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E。（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的過程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：圖2MNvB如圖

12、2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一內(nèi)壁光滑長為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動。在管的N端固定一個電量為q的帶正電小球（可看做質(zhì)點(diǎn)）。某時(shí)刻將小球釋放，小球?qū)毓苓\(yùn)動。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可忽略。在小球沿管從N運(yùn)動到M的過程中，求小球所受各力分別對小球做的功。專題一：電磁感應(yīng)圖像問題【知識要點(diǎn)】電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I等隨時(shí)間變化的圖線，即B-t圖線、-t圖線、E-t圖線和I-t圖線。對于切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，有時(shí)還常涉及感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流I等隨位移x變化的圖線，即E-x圖線和I-x圖線等。還有一些與電

13、磁感應(yīng)相結(jié)合涉及的其他量的圖象，例如P-R、F-t和電流變化率等圖象。 這些圖像問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像，或由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。 1、定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系；2、在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負(fù)值來反映；【方法技巧】電磁感應(yīng)中的圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（電流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定則判斷出感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中范圍。分析回路中的感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的大小，要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來分析，有些圖像還需要畫出等效電路圖來

14、輔助分析。不管是哪種類型的圖像，都要注意圖像與解析式（物理規(guī)律）和物理過程的對應(yīng)關(guān)系，都要用圖線的斜率、截距的物理意義去分析問題。熟練使用“觀察+分析+排除法”?！纠?5】如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場，磁場方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi)，各鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時(shí)刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以abcdef為線框中的電動勢E的正方向，以下四個E-t關(guān)系示意圖中正確的是（ ）OEt1 2 3 4E1 2 3 4Ot1 2 3 4EOt E1 2 3 4Ot A B C D

15、 【例16】如圖（a）所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m 。導(dǎo)軌左端連接R0.6的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6T的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域?qū)扗=0.2m 。細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r =0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v =1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場（t=0）到A2離開磁場的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖（b）中畫出。圖像變換問題【例17】矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正

16、方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，下列選項(xiàng)中正確的是（ ）警惕F-t圖象.電磁感應(yīng)圖象中，當(dāng)屬F-t圖象最為復(fù)雜，因?yàn)榉治霭才嗔Υ笮r(shí)，利用的公式比較多（F=BIL，,）；分析安培力方向時(shí)利用的判定規(guī)則也較多（右手定則、楞次定律和左手定則）。【例18】矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖甲所示，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在04s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象（規(guī)定向左為安培力的正方向）可能是（ ）圖

17、像分析問題【例19】如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m ，電阻R=1.0 。有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下?，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a.？【例20】如圖甲所示，光滑且足夠長的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定的同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.20m，兩導(dǎo)軌的左端之間所接受的電阻R=0.40，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.10kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r=0.10，導(dǎo)軌的電阻

18、可忽略不計(jì)。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下?，F(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動，在整個運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運(yùn)動經(jīng)t=5.0s時(shí)，F(xiàn)BOvaMNQPRFb20U/Vt/s13450.20.40.6V甲乙1 2 3 4 5（1）通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；（2）金屬桿的速度大?。唬?）外力F的瞬時(shí)功率。專題二：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流，在磁場中將受到安培力的作用，從而影響其運(yùn)動狀態(tài)，故電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起，這類問題需

19、要綜合運(yùn)用電磁感應(yīng)規(guī)律和力學(xué)的相關(guān)規(guī)律解決。 一、處理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題的思路 先電后力。 1、先作“源”的分析 分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r ； 2、再進(jìn)行“路”的分析 畫出必要的電路圖（等效電路圖），分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便安培力的求解。 3、然后是“力”的分析 畫出必要的受力分析圖，分析力學(xué)所研究對象（常見的是金屬桿、導(dǎo)體線圈等）的受力情況，尤其注意其所受的安培力。 4、接著進(jìn)行“運(yùn)動”狀態(tài)分析 根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動模型。 5、最后運(yùn)用物理規(guī)律列方程并求解 注意加速度a=0時(shí)，速度v達(dá)到最大值的特點(diǎn)?？蓺w納為：

20、導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)，抓住a=0，速度v達(dá)最大值這一特點(diǎn)。 二、分析和運(yùn)算過程中常用的幾個公式：1、關(guān)鍵是明確兩大類對象（電學(xué)對象，力學(xué)對象）及其互相制約的關(guān)系. 電學(xué)對象：內(nèi)電路 （電源 E = n或E= ，E =） E =n Bl.全電路 E=I（R+r） 力學(xué)對象：受力分析： ；求合外力運(yùn)動分析：研究對象做什么運(yùn)動 .2、可推出電量計(jì)算式 . 【例21】如圖所示，長為L的金屬棒ab與豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌接觸良好（導(dǎo)軌電阻不計(jì)），勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)

21、軌平面，金屬棒無初速度釋放，釋放后一小段時(shí)間內(nèi)，金屬棒下滑的速度逐漸 ，加速度逐漸 。 【例22】線圈自某一高度自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場過程可能做什么運(yùn)動？ 專題三：電磁感應(yīng)中的能量問題1、求解電磁感應(yīng)中能量問題的思路和方法 .（1）分析回路，分清電源和外電路. 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，其余部分相當(dāng)于外電路。 （2）分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。如：做功情況能量變化特點(diǎn)滑動摩擦力做功有內(nèi)能（熱能）產(chǎn)生重力做功重力勢能必然發(fā)生變化克服安培力做功必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就

22、產(chǎn)生多少電能安培力做正功電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電能的三種求解思路 . （1）利用電路特征求解. 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若由于磁場變化或?qū)w做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流是恒定的，則可通過電路知識求解。 （2）利用克服安培力做功求解. 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。 （3）利用能量守恒定律求解. 應(yīng)的過程是能量的轉(zhuǎn)化和守恒的過程，其他形式能的減少量等于產(chǎn)生的電能。尤其是變化的安培力，不能直接由Q=I2 Rt解或W安=FX解。用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細(xì)節(jié)，只需弄清能量的轉(zhuǎn)化途徑，注意分清有多少種

23、形式的能在相互轉(zhuǎn)化。 【例24】如圖所示，電阻為R的矩形線圈abcd，邊長ab=L,bc=h，質(zhì)量為m。該線圈自某一高度自由落下，通過一水平方向的勻強(qiáng)磁場， 磁場區(qū)域的寬度為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若線圈恰好以恒定速度通過磁場，則線圈全部通過磁場所用的時(shí)間為多少？產(chǎn)生的焦耳熱? 【例25】豎直放置的光滑U形導(dǎo)軌寬0.5m，電阻不計(jì)，置于很大的磁感應(yīng)強(qiáng)度是1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場垂直于導(dǎo)軌平面，如圖18所示，質(zhì)量為10g，電阻為1的金屬桿PQ無初速度釋放后，緊貼導(dǎo)軌下滑（始終能處于水平位置）。問：(1)到通過PQ的電量達(dá)到0.2c時(shí)，PQ下落了多大高度？(2)若此時(shí)PQ正好到達(dá)最大速度，此速度多大？

24、(3)以上過程產(chǎn)生了多少熱量？【例26】如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直斜面向下.金屬桿的電阻也為R.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計(jì)它們之間的摩擦.（1）由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖.（2）在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí),求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小.（3）求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值

25、.和此時(shí)金屬桿的熱功率【例題27】如圖所示，兩根豎直固定放置的無限長光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，寬度為L，上端接有電阻R0，導(dǎo)軌上接觸良好地緊貼一質(zhì)量為m、有效電阻為R的金屬桿ab，R=2R0。整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab由靜止開始下落，下落距離為h時(shí)重力的功率剛好達(dá)到最大，設(shè)重力的最大功率為P。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。（2）金屬桿從開始下落到重力的功率剛好達(dá)到最大的過程中，電阻R0產(chǎn)生的熱量?！纠?8】如圖所示，固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m的金屬棒cd垂直放在導(dǎo)軌上，除電阻R和金屬棒cd的電阻r外，其余電阻不計(jì)；現(xiàn)用水平

26、恒力F作用于金屬棒cd上，由靜止開始運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是：A、水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B、只有在cd棒做勻速運(yùn)動時(shí)， F對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C、無論cd棒做何種運(yùn)動，它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D、R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動勢的值【例33】鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以獲取火車運(yùn)動信息，能產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場的裝置，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖甲所示（俯視圖）。當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，線圈便會產(chǎn)生一電信號，傳輸給控制中心，線圈長為L寬為b，匝數(shù)為n，線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì)。若火車通過線圈

27、時(shí)，控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號u與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，求：（1）t1時(shí)候火車的行駛速度為多大？（2）火車在t1時(shí)刻到t2時(shí)刻的時(shí)間內(nèi)做什么運(yùn)動（簡要說明理由）？甲火車鐵軌線圈B接控制中心Lb0utu2u1t1乙t2（3）上述時(shí)間內(nèi)火車的加速度多大？RBa甲05B/10-2T乙3t1t2t321t/10-2s 【例34】一個正方形線圈邊長a=0.20m，共有n=100匝，其總電阻r=4.0。線圈與阻值R=16的外電阻連成閉合回路，如圖甲所示。線圈所在區(qū)域存在著分布均勻但強(qiáng)弱隨時(shí)間變化的磁場，磁場方向垂直線圈平面，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大不隨時(shí)間作周期性變化的周期T=1.0×10-

28、2s，如圖乙所示，圖象中、 。求：（1）0t1時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量；（2）t=1.0s內(nèi)電通過電阻R所產(chǎn)生的熱量； （3）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的有效值?！纠?5】高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖。將半徑r=0.10 m的待焊接環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化的電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件平面的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3 W×m-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍。焊接的縫寬非常小，不計(jì)溫度變化對電阻的影響。求：（1）02.0

29、´10-2s和2.0´10-2s3.0´10-2s時(shí)間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大； （2）02.0´10-2s和2.0´10-2s3.0´10-2s時(shí)間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，并在圖3中定量畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的i-t圖象（以逆時(shí)針方向電流為正）； rO待焊接工件焊縫線圈接高頻電源圖1圖20i/At/10-2s1234567892.00B/Tt/10-2s123456789圖3（3）在t=0.10s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱。六、自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 . 1、自感現(xiàn)象 . （1）自感現(xiàn)象與自感電動勢的定義：當(dāng)導(dǎo)體中的

30、電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做自感電動勢。 （2）自感現(xiàn)象的原理： 當(dāng)導(dǎo)體線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈自身會產(chǎn)生阻礙自身電流變化的自感電動勢。 （3）自感電動勢的兩個特點(diǎn)： 特點(diǎn)一：自感電動勢的作用. 自感電動勢阻礙自身電流的變化，但是不能阻止，且自感電動勢阻礙自身電流變化的結(jié)果，會對其他電路元件的電流產(chǎn)生影響。 特點(diǎn)二：自感電動勢的大小. 跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)，還跟線圈本身的特

31、性有關(guān)，可用公式表示，其中L為自感系數(shù)。 （4）自感現(xiàn)象的三個狀態(tài) 理想線圈（電阻為零的線圈）： 線圈通電瞬間狀態(tài) 通過線圈的電流由無變有。 線圈通電穩(wěn)定狀態(tài) 通過線圈的電流無變化。 線圈斷電瞬間狀態(tài) 通過線圈的電流由有變無。 （5）自感現(xiàn)象的三個要點(diǎn)： 要點(diǎn)一：自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因。 是通過線圈本身的電流變化引起穿過自身的磁通量變化。 要點(diǎn)二：自感電流的方向。 自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化，當(dāng)自感電流是由原電流的增強(qiáng)引起時(shí)（如通電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相反；當(dāng)自感電流時(shí)由原電流的減少引起時(shí)（如斷電瞬間），自感電流的方向與原電流方向相同。 要點(diǎn)三：對自感系數(shù)的理解。

32、自感系數(shù)L的單位是亨特（H），常用的較小單位還有毫亨（mH）和微亨（H）。自感系數(shù)L的大小是由線圈本身的特性決定的：線圈越粗、越長、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越大。此外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯的大得多。 （6）通電自感和斷電自感的比較電路現(xiàn)象自感電動勢的作用通電自感接通電源的瞬間，燈泡 馬上變亮，而燈泡 逐漸變亮 .阻礙電流的增加續(xù)表電路現(xiàn)象自感電動勢的作用斷電自感斷開開關(guān)的瞬間，燈泡 逐漸變暗，有時(shí)燈泡會閃亮一下后逐漸變暗 .阻礙電流的減?。?）斷電自感中的“閃”與“不閃”問題辨析 .LLKI1I2 關(guān)于“斷電自感中小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”這個問題，許多同學(xué)容易混淆不清，下面

33、就此問題討論分析。R 如圖所示，電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，線圈L和燈L并聯(lián)，其電流分別為I1和I2，方向都是從右到左。 在斷開開關(guān)K瞬間，燈L中原來的從右到左的電流I1立即消失，R而由于線圈電流I2由于自感不能突變，故在開關(guān)K斷開的瞬間通過線圈L的電流應(yīng)與斷開前那瞬間的數(shù)值相同，都是為I2，方向還是從右到左，由于線圈的自感只是“阻礙” I2的變小，不是阻止I2變小，所以I2維持了一瞬間后開始逐漸減小，由于線圈和燈構(gòu)成閉合回路，所以在這段時(shí)間內(nèi)燈L中有自左向右的電流通過。 如果原來I2I1 ，則在燈L熄滅之前要閃亮一下；如果原來I2I1 ，則在燈L熄滅之前不會閃亮一下。 原來的I1和I2哪一個大，要由線圈L的直流電阻R 和燈L的電阻R的大小來決定（分流原理）。如果RR ，則I2I1 ；如果RR ，則I2I1 . 結(jié)論：在斷電自感現(xiàn)象中，燈泡L要閃亮一下再熄滅必須滿足線圈L的直流電阻R小于燈L的電阻R 。 2、把握三個知識